耐蚀性机理分析.ppt

1耐蚀性机理分析耐蚀性机理分析主要内容?掌握金属耐蚀合金化的途径、单相合金的 n/8 定律?掌握一些主要合金元素对耐蚀性的影响?了解常用结构材料的耐蚀性及选材原则 2 一、纯金属的耐蚀特性 ,可按标准电位值来判断。)7pH (805V .0E )0pH (0V E )7pH (V414 .0E OH /O H/H H/H2 2 2???????????标准状态下第一节金属耐蚀合金化原理 3 ,可发生钝化而耐蚀,常见的有: Ti、 Nb 、 Al、 Cr 、 Mo 、 Mg 、 Ni、 Fe 等。钝化环境为:一般为氧化性介质,但不含有卤素离子。这些金属往往是合金添加元素。 ,有些金属还会形成腐蚀产物膜这类机械钝化膜。 4 二、金属耐蚀合金化的途径若材料耐腐蚀,则其腐蚀速度应降低,从腐蚀电化学角度讲,应降低电池的初始电动势或提高反应阻力( P K +P A +R )。 ,提高合金的电极电位,进而提高合金整体的耐蚀性。通常加入的金属为: Cu 、 Au 、 Ni 等贵金属。 。 5 ?减小阴极面积——减少合金中的阴极相,阴极极化加强。?加入析氢超电位高的合金元素——降低合金在酸中的腐蚀程度。 、应用广泛的方法。?减小阳极相的面积当合金基体是阴极,而某些成分是阳极时,采用这种方法。这样若能进一步减小微阳极的面积,则可加大阳极极化电流密度,增强阳极极化。实际上,这种合金极少见。 6 ?加入易钝化的金属工程上广泛采用的是碳钢及铁基合金,为提高耐蚀性,往往向其中加入易钝化元素, Al、 Ni、 Cr 等提高合金整体钝化性能。如,向铁中加入 18% 左右的 Cr , 8% 左右的 Ni制得不锈钢。?加入阴极合金促进阳极钝化对于可钝化材料,加入强阴极性元素,由于阴极反应过程加剧,促使腐蚀电流增大,随着电流不断增大,阳极不断极化,电位变正进入钝化区,阳极出现钝化现象,其腐蚀电流急剧下降,达到防腐目的。这种方法极具前途。 7 , 增大电阻,阻碍腐蚀过程的进行。如:钢中加入 Cu 、 P,促进生成非晶态羟基氧化铁 FeO x· (OH) 3-2x 。三、单项合金的 n/8定律此定律是塔曼在研究单项合金的耐蚀性时,发现其耐蚀能力与固溶体成分之间存在一种特殊关系: n /8 定律。 8 塔曼( Gustav Tammann , 1861 ~ 1938 ) 德国化学家、金属物理学家。在无机化学、物理化学和金属学等方面都有成就。首先他提出玻璃为过冷液体的原理。对晶核生成和晶体的生成方面曾发表过系统的论述,并确定晶核数目和晶核生长速度以及与过冷度之间的关系。此外他对合金的相平衡及溶液的蒸气压等方面也作了深入的研究。 9 n/8定律:在给定介质中一种耐蚀组元和另一种不耐蚀组元组成的固溶体合金,% 、25% 、% 、50% ....... 的原子分数,即 1/8 、2/8 、3/8 …… n/8时,合金的耐蚀性将出现突然的阶梯式升高,合金的电位也随之升高。其中 n称为稳定性台阶。典型例子 Cu-Ni 合金在氨溶液中的耐蚀性 0 25 50 75 Ni % 腐蚀速度/ ( g/m 2· h ) 10 注意: ?n /8定律并非通用定律,不是所有固溶体合金在任何介质中都服从 n /8定律。?n /8定律也适用于多元系统的固溶体合金。?定律是基于大量实验数据提出的,尚无合理的理论解释。